关节镜的应用

第三节　关节镜的应用

关节镜检查是指在手术室内使用内窥镜深入关节腔内进行诊断检查和某些治疗操作的一种比较安全适用的新技术。它具有诊断准确率高，损伤小，恢复快，合并症少，术后疼痛轻等优点。关节镜检查的临床应用包括两个方面:一方面是诊断作用;另一方面是镜下手术的治疗作用。

一、关节镜历史

关节镜外科是一门既古老又年轻的学科。其历史可以追溯到19世纪初。但真正成为现代关节镜外科则是最近三十年来的发展结果。

关节镜本身作为一种内窥镜并非新的发明。1805年德国人Philip Bozzini以蜡烛为光源，用“光梯”作为内窥镜，通过烛光的反射观察阴道和直肠。其后相继有Desormaux、An-drews、Bruck、Nitze等设计了各种不同类型的内窥镜用来观察直肠和膀胱。直至20世纪初，电灯的发明才使得小型电灯泡被用作光源应用于膀胱镜，使之成为泌尿外科的重要检查工具。但在20世纪中，内窥镜始终是通过人体的自然开口进入体腔进行检查。直到1918年日本的Tagaki首先应用7．3mm膀胱镜对尸体膝关节进行检查，由此开创了以内窥镜通过非自然孔道而经手术入口检查体内结构的先河。因而，Tagaki也被公认为是关节镜历史的开山第一人。

由于受到器械本身的限制，关节镜的应用并未体现其优越价值。直到1931年，Tagaki教授用3．5mm内窥镜以液体扩张的方法对膝关节进行了检查，才使得关节镜真正可能用于临床诊断。同年Burman等报告了采用关节镜在膝关节内进行观察和活检的经验，并且描述了关节镜检查在其他关节上的操作经验和步骤。关节镜外科发展史中最重要的人物之一是日本的Watanabe，他继承和发展了Tagaki的关节镜理论和技术，并且改进了关节镜及其操作系统，积累了一定的关节镜检查的经验，从而使在关节镜下施行手术成为可能。1957年，Watanabe出版了第一部关节镜图谱，继而在1969年进一步修订再版。1968年，加拿大医师Robert Jackson和美国医师Richard O’Conner将Watanabe的关节镜技术从日本传入北美，并将关节镜技术运用于膝关节手术，自此，关节镜手术在北美得到了发展。关节镜手术这一新技术以其独到的优势迅速为广大的病员和骨科医师所接受，因而，可以说现代关节镜外科的发展开始于20世纪70年代。1971年Casscells在美国首先发表了150例膝关节镜检查与手术的分析论文。与此同时，O’Conner、Jackson、Johnson、McGinty等一大批关节镜外科的先驱者通过大量的创造性的临床实践和卓有见地的论文发表，奠定了从关节镜检查到关节镜手术并最终形成关节镜外科体系的坚实基础。

经过一个多世纪的艰苦探索，至20世纪70年代，随着关节镜技术的广泛开展，以及光学、电子学和图像技术的发展，关节镜及其操作系统不断获得改进，也使得关节镜的应用领域不断拓展，而经验的积累和认识的提高又促进了关节镜技术的发展，这种良性循环终于使关节镜外科登上了一个新的台阶。

今天，关节镜已不再仅仅是一种辅助的关节检查手段，而是关节外科和运动医学领域中一个不可缺少的重要组成部分。关节镜手术或关节镜辅助下的关节手术不仅可以用于大多数膝关节内紊乱的诊治，而且已越来越多地应用于肩、肘、腕、踝、椎间盘等关节疾患的诊治。在现代骨科中，关节镜技术已是不可或缺的部分。

随着关节镜外科临床与实验研究的深入以及关节镜技术的发展，关节镜外科作为一种显微无侵袭外科技术，必然会继续得到重视和发展。

二、关节镜检查的器械

1．关节镜是整个关节镜系统中最重要的组成部分，是获得关节内高品质图像的关键因素。关节镜是一种光学器械，根据内部透镜系统结构的不同，分为以下三种基本光学系统:

(1)经典薄片状透镜系统该系统　如同传统的照相机镜头由数片一组的透镜组成，目前已很少用［图7－1(1)］。

(2)Hopkins棒状透镜系统(Hopkins Rod Lens System)　这是一种先进的透镜系统结构。该系统透镜间隙小、光通性强，能获得更清晰的图像。目前多数牌号的关节镜都是基于这一光学系统。事实上，关节镜头的光学系统结构是非常精密和复杂的，它包括镜头前端的广角镜、物镜、镜体的棒镜系统以及镜头近端的目镜系统［图7－1(2)］。

(3)分级指数(GRIN)系统　该系统由微细玻璃棒构成，较小口径的针状镜多基于此系统［图7－1(3)］。

图7－1　关节镜镜头透镜系统示意图

(1)经典透镜系统(2)Hopkins棒镜系统(3)分级指数系统

标准的关节镜由透镜系统、环绕透镜的光导纤维、金属鞘、光缆接口以及目镜或摄像头接口五个部分组成(图7－2)。

图7－2　关节镜镜头基本结构

许多因素可以影响关节镜的光学特性，其中最为重要的是视向与视角。视向即关节镜观察的方向，由镜头前端的斜面角度决定，关节镜前端的镜片斜面通常有0°、10°、30°、70°等，其中以30°前斜视向镜使用最多。因为当旋转30°镜时可明显扩大视场面，且不出现盲区，但在某些特殊场合，70°镜亦有其不可替代的作用。因而，关节镜医师最常选用的关节镜是30°和70°镜(图7－3)。

图7－3　关节镜视向、视角与视野

关节镜视角由透镜系统本身的特性所决定。从制造工艺上来说，镜头越细，其视角越难以加大，一般标准的广角关节镜(φ4．0mm)的视角可达70°～120°，视角较大的广角关节镜能扩大视野，便于全面观察。故而选购镜头时，对膝关节镜外科而言，直径4．0mm、视向为30°的广角关节镜是最基本的配置。自70年代以后，Watanabe不断改进其关节镜系统，各专业厂家也纷纷在技术上进行改进，镜头直径向纤细化发展，Watanabe 24号镜直径已为1．7mm。欧美许多厂家也生产出相似直径的针状镜，但在实践中医师们发现，小口径镜头也许更适合于小关节的检查。对于膝关节而言，太细的直径并不能表现更多的优点。相反，视角较小、容易折断等缺陷使针形镜在膝关节镜手术中应用受到限制。目前，多数专业医师仍推荐以Hopkins棒状透镜系统的4．0mm直径、30°前斜视向的广角关节镜作为标准关节镜，而以4．0mm、70°广角关节镜及直径2．7mm的关节镜为辅助用关节镜。

2．光源系统　也是关节镜系统中最基本的组成部分。早期的Watanabe关节镜在镜头前端装有小灯泡，其缺点是不言而喻的。直到冷光源与光导纤维的出现，才较为成功地解决了关节镜的光源问题。由于现代关节镜都是在电视监视下进行操作，已经很少有人以目镜观察法进行关节镜手术。而电视摄像对于光源的强度、色温，以及两者在不同环境下的变化与调节均有很高的要求，以保证图像及色彩还原的真实与清晰。因而，冷光源技术的发展也是日新月异的，厂家可能有多种型号规格的冷光源可供选择，价格也相差悬殊，但我们推荐选用具有自动调光系统(Auto light system)冷光源。这种新型光源使医师能够获得高质量的彩色图像。

3．摄录及监视系统　摄像机的微型化使关节镜摆脱了通过肉眼经目镜观察的困境。几乎所有的关节镜外科操作都可以在电视监视下进行。这不仅使操作者从强迫体位中解放出来以更自由的方式施行手术，还由于能更清晰地观察，并且可以用录像、拍照等形式将图像记录，为资料的积累和临床研究提供了依据，同时，也更有利于助手的配合及参观者的学习。

一套完整的摄录监视系统应包括摄像头、摄像主机、监视器及可选配的录像机、图像打印机、视频照相机、字幕机、多媒体电脑等附属设备。其中摄像头、摄像主机及监视器是摄像系统最基本的配置。如果把光源和镜头系统称为光学图像系统的话，摄像系统就是电子图像系统。

4．关节镜专用手术器械　关节镜手术是经小切口或套管进行操作的。这一特点决定了关节镜的辅助器械在外形上必须适应这一特点。关节镜外科专用的手术器械在设计上都具有细长的柄与较小的操作尖端，由于这一特殊要求，故而其对材料质量与加工工艺的精度要求均较高。因此，价格也十分昂贵，一把普通篮钳可能需要近千美元，这也有待于国内医师与厂家共同合作，以制造我们自己的关节镜器械。

关节镜手工器械大致可分为五类:第一类是穿刺器械，用于关节穿刺以导入镜头或器械;第二类是探针，用于探查关节内结构，是关节镜外科医师最应熟悉的基本工具;第三类是切割器械，包括手术剪、篮钳以及各种手术用切割刀具，是关节镜手术操作中最重要的手工器械;第四类是持物钳，用于夹持关节内组织和取出游离体;第五类是各种专用特殊器械如瞄准器、缝合针等用于关节镜下ACL重建、半月板缝合等特殊手术操作。

(1)穿刺器械　关节镜穿刺器械是手术中导入关节镜或手术器械所必需的。一般由套管和穿刺器(钝性/锐性)组成。除非是为取出大块状的游离体或半月板组织需要较大的皮肤切口，一般的穿刺器械的直径为3～6mm，过大的穿刺口易造成灌注液的溢出而妨碍观察与手术。穿刺的步骤一般是先以11号刀片纵形切开皮肤，继以锐性穿刺器穿破滑膜外组织，再以钝性穿刺器进入关节腔。也可以刀片穿透关节囊后直接使用钝性穿刺器进入关节腔。

(2)探针　探针是关节镜检查和诊断中最重要的工具。如同术者的手指，通过使用探针将手术者的视觉和触觉结合起来，以更好地完成诊断和手术操作。探针最好选择前端标有刻度且具有一定韧性者，通过其远端的刻度比照可以判断关节内病变的大小和深度。使用探针还可以发现某些隐蔽的病理情况并判断关节内结构的质地。

(3)切割器械　常用的切割器械包括手术剪、篮钳、髓核钳以及手术刀具。关节镜手术剪主要用于关节内滑膜皱襞以及半月板的切割，有时也可用于外侧支持带的松解手术。手术剪的直径一般为3～4mm，有直柄和左/右弧形柄以及钩状剪刀头等不同设计，可以适应不同部位的手术需要。

篮钳是关节镜手术尤其是半月板手术中最常用的手术器械。其种类繁多，有不同的直径、不同的弧度、不同的开口方向以及不同的切割刃口等多种设计。这些专门设计的篮钳对关节内不同部位的手术操作提供了方便。所有的蓝钳都具有相同的切割原理，即每一次切割的组织都经篮钳的底部脱落于关节腔内，再通过关节冲洗或吸引排出关节腔，以在关节内连续操作。一般说来，较粗直径(3．4mm)的直钳可用于大部分的关节内切割操作，但对于半月板体部的前面部分像半月板前角，则需要向左/右开口或向后开口的篮钳;对常见的内侧半月板后角的手术操作，由于其操作空间的限制，往往需要使用较细直径(2．7mm)前端带有向上弧度的篮钳。

髓核钳和小型推板冲式咬骨钳(Kerrison咬骨钳)虽然并非关节镜专用手术器械，但由于其具备了关节镜手术器械的特点，许多关节镜医师都能使用髓核钳进行诸如滑膜活检、半月板切割等部分关节内手术操作。

各种不同设计的手术刀包括外侧松解刀、半月板刀以及各种可装卸式刀片和可回缩刀具等，为关节内手术操作提供了更多的便利。但是应该指出的是，刀具的使用需要足够的操作经验和手术技巧，否则，极易损伤关节内组织和造成刀片断裂等不良后果。在膝关节镜外科操作中，最有用的刀具是双刃香蕉刀和钩刀，除去经济上的因素以外，一次性的刀具是最理想的选择。

(4)持物钳　持物钳的头端为齿状结构，可牢固地夹咬住半月板等关节内组织，通过用器械进行“三点入路”手术操作，也可抓住并取出关节内游离体。

(5)专用特殊器械　这类器械主要指交叉韧带重建、半月板缝合等手术操作中所需要的特种手术器械，如关节瞄准器、空心钻头、半月板清创器械、半月板缝合针及持针器等。不同的手术方式需要不同的手术器械的配合。

另外，还有电动刨削系统、电切割及激光操作系统等。

三、关节镜检查的应用及适应证

1．关节镜检查的应用　诊断方面能直接观察到关节病损部位，其确诊率达90%以上，是临床检查及B超、CT、MRI和关节造影等无法比拟的。同时能做到直接的治疗。

(1)明确诊断　例如MRI检查认为有前叉韧带损伤，但临床检查无明显体征患者，做关节镜检查证实仅是前交叉韧带轻度创伤，局部周围炎症反应而已。

(2)证实补充临床诊断　关节损伤或退行性变常常是多种病损的复合病变，临床检查、影像学检查常会遗漏，关节镜术却能一一检查清楚，如前交叉韧带损伤、半月板损伤、软骨损伤等(图7－4)。

图7－4　关节镜检查

(3)配合开放性手术提高疗效　对晚期的骨性关节炎患者，做关节镜清理术后再做截骨矫形术，比单纯做截骨术疗效要好。

(4)诊断及治疗各种滑膜炎　不明原因的关节肿痛往往有慢性滑膜炎，不同病变的慢性滑膜炎有不同表现，单纯性、结核性、化脓性、风湿、类风湿性关节炎等。

(5)发现新病种　经过长时间的临床研究，证实不明原因的前膝痛病变，其中皱襞综合征、膝横韧带损伤两种病是关节镜应用于临床以前无法确诊的。

(6)镜下行关节腔的清理，包括增生滑膜及游离体等。

(7)镜下行半月板探查成形、切除或修补术。

(8)镜下行交叉韧带的探查修补及重建术(图7－5)。

图7－5　交叉韧带修补及重建术

2．关节镜检查的适应证

(1)关节内游离体　尤其是常发生交锁症状的游离体，应尽早取出。但如果是单个，且经常可以摸到的，可在摸到时立即消毒皮肤，用针头经皮直接刺入游离体而固定之，然后在局麻下沿针头切开软组织取出游离体，则比通过关节镜取更方便。那些从不发生交锁症状，也不妨碍关节活动的游离体，尤其是位于不易取出的位置时，也可暂时观察而不急于做关节镜检查(图7－6)。

图7－6　关节内游离体

(2)半月板损伤　这在膝关节是常见病，关节镜检查不但可使诊断更明确，且可根据实际情况做半月板部分切除或全切除术，少数边缘撕裂的年轻患者还可考虑做缝合术，但要有缝合的特殊设备(图7－7)。

图7－7　半月板损伤

(3)关节内骨软骨瘤病　往往由滑膜化生而来，可同时做滑膜切除术，以防止复发(图7－8)。

图7－8　关节内骨软骨瘤病

(4)关节内粘连或粘连带形成　用刀或剪刀等合适的工具分开粘连。但如已呈完全性牢固的粘连，技术上会有困难，可考虑切开关节做分离松解术。

(5)关节内异物　这类情况不多见，但可通过关节镜手术取出。

(6)膝关节髌内侧滑膜皱襞综合征　这种病较少见，在排除了关节内其他病变而确诊此病者，则切除滑膜皱襞后效果良好。

(7)诊断不明的慢性滑膜炎　经保守治疗无效者，适宜行关节镜检查。因不但可直接观察病变情况和有的放矢地取滑膜活检以协助诊断，且可根据情况做镜下滑膜切除术以治疗。

(8)化脓性关节炎　不但可明确诊断，且可进行关节腔冲洗，并置胶管于关节腔内做持续冲洗。可将关节液送检，然后根据药敏试验的结果，加入适当的抗生素以提高疗效。

(9)类风湿性关节炎　适合于经保守治疗无效的早、中期病例。而肿、痛明显和有许多软性游离体者，经冲洗干净和镜下滑膜切除术，效果往往较好。当然术后仍需全身抗类风湿治疗。

(10)剥脱性骨软骨炎　通过关节镜检查可明确诊断并可做相应的处理。

(11)膝关节交叉韧带损伤　通过关节镜检查了解损伤情况后，根据设备条件和技术水平做镜下修补术或切开关节修补术。

(12)骨性关节炎　即骨性关节病，经保守治疗效果不好且症状明显者，可考虑行镜下关节清理术。除去软、硬性游离体，清除松动的软骨面，修整不平的软骨下骨面，刨削掉增生的滑膜组织，多数可取得近期缓解症状的效果，缓解的时间长短不一(图7－9)。

图7－9　骨性关节炎

(13)某些关节内骨折　这要看具体情况而定，即根据X线检查结果，衡量关节镜检查是否有帮助而决定，如有些胫骨平台骨折等。

(14)膝外侧支持带松解术　对外侧支持带紧张、髌骨外侧应力集中所致的髌骨疼痛综合征有较好的效果。

(15)痛风　关节明显肿、痛而保守治疗效果不好者，也可做关节清理术。

(16)色素沉着绒毛结节性滑膜炎　可做关节镜下滑膜切除术。一般来讲，局限性的效果较好，弥漫性的效果较差。但关节镜下做滑膜切除术，不会发生关节僵硬是其优点。

(17)腕关节纤维软骨盘破裂　此病不多见，症状明显而保守治疗无效者，可做关节镜检查而切除之。

(18)髌骨软骨软化症　经保守治疗效果不佳，且症状严重者，可考虑做关节镜下髌骨软骨面修整刨削术。

(19)其他　如肩关节撞击综合征、肩袖撕裂、肩关节盂唇撕裂等病。

3．关节镜手术的术前准备及术后处理

(1)关节镜手术的术前准备

1)心理护理　手术前1天护士到病房探视患者，了解患者身体状况，做好心理疏导，向病人解释手术的目的以及关节镜的相关知识，向患者介绍手术室的环境、手术体位、麻醉方法及皮肤准备，引导患者进行体位的适应性训练。告知患者如何与医护人员配合，消除患者的紧张情绪，缓解患者的心理压力，了解医师对手术的特殊要求，以便于工作中采取相应的措施。

2)器械准备　术前1天检查机械是否处于功能状态，将监视器、摄像机、冷光源、刨削器，推至手术间的适宜位置，并检查机械的性能，确保功能状态良好。常规器械加膝关节镜器械1套，采用高压蒸汽灭菌。关节镜的镜头、光导纤维、摄像头、电动刨削器、电刀止血头送环氧乙烷气体灭菌。

3)术前常规检查　如各项血化验、术前备血等，心电图、患肢的X线片或MR，术前晚10时后禁食，12时后禁水。

4)手术区域皮肤准备　膝关节上下各15～20cm，术前晚病人沐浴。

5)术前1天指导病人进行股四头肌等长收缩练习。根据术前诊断，术晨给予留置导尿及术前用药。

(2)关节镜手术的术后处理

1)患者回病室后给予去枕平卧位6小时，患肢抬高15°～30°，保持膝关节伸直位。前交叉韧带术后膝关节屈曲20°。

2)术后6小时内禁食，6小时后可进食高胶原蛋白、高营养、高维生素食物，鼓励病人多饮水防止泌尿系感染，多吃粗纤维食物防止便秘。

3)如有留置导尿应于24小时内拔除。

4)体温观察，如超过38．5℃及时通知医师。

5)关节腔出血观察，多发生在术后24小时内，1～2小时观察膝关节有无肿胀，如肿胀明显及浮髌试验阳性，应尽快处理;如有引流管，应观察引流是否通畅，引流液的颜色及量、性状，如放置引流条，应观察伤口敷料渗血情况，做好病人的宣教工作，防止出现恐惧，并及时更换敷料。

6)关节内积液观察，多在5～8小时内出现，与关节积血比较，病人仅有膝部胀感不适，疼痛不明显，因此关节镜术后需要加压包扎5～7天。

7)注意观察患肢远端皮肤温度、颜色、运动、感觉情况以及有无肿胀，防止加压包扎过紧而引起血循环障碍。

8)术后24小时可拄拐下地去卫生间，要求患肢不负重。

9)疼痛观察，注意疼痛的部位、性质以及持续的时间，局部热痛明显可给予冰敷，必要时应用止痛药。

10)康复锻炼，术后麻醉消除后，即开始进行踝关节屈伸、股四头肌等长收缩练习、腘绳肌练习、直腿抬高练习、关节活动度练习等功能锻炼。

4．关节镜手术的并发症及防治关节镜手术的并发症主要包括:关节腔内器械折断、关节内正常组织损伤、关节镜入孔周围组织结构损伤、冲洗液外渗、关节内血肿、感染以及其他不可预知的并发症。并发症的防治应注意以下几方面:

(1)术前严格检查器械，防止术中发生因手术器械积累损伤而疲劳断裂。术中合理使用器械，对大的游离体，取出时应适当扩大操作切口，小心夹取。在处理骨赘时应以电动磨削为主，切忌用腰椎间盘钳切咬，以免发生断裂。钬激光使用时间应严格遵照使用要求，切忌为降低成本超限使用而导致器械自毁。

(2)术中最大限度地撑开关节间隙，可通过变换体位如内收、外展、旋转，也可在一些特殊部位如腕、肩、踝、髋等部位应用辅助牵引扩大视野。术中应始终保持一定量的关节冲洗液及压力。根据病变关节及部位选择与之相适应的器械。在膝关节内侧后角半月板损伤及其他各关节软骨修整、滑膜切除术中，建议使用钬激光。术中操作要轻柔，尤其在切除肥大的原始型膝关节盘状半月板时，很容易伤及附近的软骨及韧带。

(3)术中注意浅表重要神经、血管的走行方向，即可避免关节镜入孔周围组织结构损伤。

(4)肩、肘、腕、髋、踝等关节的穿刺孔不进行操作治疗时，应及时塞住并直达关节内，以防孔周外渗，切忌用手堵住皮肤切口，致使冲洗液沿皮下外渗。

(5)应用塑料防水保护膜，置于无菌巾与肢体之间。严格掌握关节镜镜检与切开关节的时间，以不超过1．5小时为宜，镜检及手术时间基本相当。